ДВИГАТЕЛИ
Подводниците от всички видове са оборудвани с дизелови двигатели и електрически двигатели. Дизелите осигуряваха повърхностното движение на лодката, а електрическите двигатели - под водата. Дизеловите двигатели, които въртяха витловите валове, бяха монтирани на много мощни опори. Те заемаха почти цялото пространство на машинното отделение, така че между тях оставаше само тесен проход. Горещината и миризмата на гориво изключително затрудняваха работата в машинното отделение, освен това беше много пренаселено, което затрудняваше много отстраняването на много механични проблеми.
Малките подводници от серия II обикновено са оборудвани с дизелови двигатели с мощност 350 к.с. и електродвигатели с мощност 180 или 205 к.с. По-големите лодки от серия VII първо бяха оборудвани с два дизелови двигателя с мощност 1160 к.с., а по-късно с двигатели с марка F46 от F. Krupp Germaniawerft AG(на повечето лодки) или подобни двигатели марка M6V 40/46 от ЧОВЕК 1400 к.с Дизели на фирмата F. Krupp Germaniawerft AGсе считат за по-малко икономични, но много по-надеждни, но в условията на масово строителство на лодки, отказват от дизелови двигатели на компанията ЧОВЕКГерманските корабостроители не можаха. Електрическите двигатели на подводниците от серия VII са с мощност 375 к.с. Дизели на фирмата ЧОВЕКмарка М9В 40/46 с мощност 2200 к.с бяха инсталирани на океанските (круизни) лодки от серия IX, но се оказаха по-податливи на търкаляне (центърът на тежестта е по-висок от този на V-образната форма), което с прекалено лек дизайн доведе до чести повреди. Лодките от серия IX обикновено имаха електрически двигатели с мощност от 500 к.с., но на "електрическите лодки" от серия XXI мощността на електродвигателите беше 2500 к.с., което имаше важна роля в подводния ход. Електрическите двигатели бяха монтирани на същите витлови валове като дизелите и така те работеха на празен ход, когато лодката работеше с дизели; последните в същото време задействат генератори, които презареждат батериите. Основните доставчици на електродвигатели са фирми Siemens, AEGи Браун-Бовери.
ШНОРКЕЛ
Шнорхелът беше тръба, която позволяваше на подводниците да се движат на перископна дълбочина с дизелови двигатели. През 1943 г., когато загубите сред подводничарите започват да растат, шнорхели се появяват на лодки от типове VIIC и IXC, те също са включени в дизайна на създаваните лодки от сериите XXI и XXIII. Подводниците започнаха да използват новостта в битка през първите месеци на 1944 г. и до юни същата година около половината от лодките, разположени във Франция, бяха оборудвани с тях.
В горната част на шнорхела беше монтирана радарна детекторна антена, за да предупреди подводницата за близостта на врага, когато горният край на шнорхела може да бъде изложен на радара на самолет или надводен кораб. В същото време антената, монтирана на шнорхела, се използва и за радиокомуникации. За по-голяма секретност частта от шнорхела, разположена над повърхността на водата, беше покрита със слой, поглъщащ електромагнитната енергия, което намали обхвата на откриването му с радарни средства. На лодки от серия VII шнорхелите бяха прибрани напред и съхранявани в ниша от лявата страна на корпуса, а на подводници от серия IX тази вдлъбнатина беше от десния борд. По-модерните лодки от сериите XXI и XXIII имаха телескопични шнорхели, които се издигаха вертикално от бойната кула до перископа.
Въпреки това, шнорхелите не бяха без недостатъци. Основният беше следният: когато автоматичните клапани бяха плътно затворени, за да се предотврати навлизането на морска вода в дизеловите двигатели, двигателите започнаха да изпомпват въздух от лодката, което предизвика разреждането му и съответно респираторни болки и спукани тъпанчета на екипажа членове.
БРОЯЧ
Централното място в комплекса от торпедно въоръжение на подводницата беше заето от изчислително-решаващото устройство (CRP), разположено в бойната кула. Механично той получава данни за курса на подводницата и нейната скорост, както и посоката към целта, отчитани от азимуталния кръг на перископа (в потопено положение) или на устройството за управление на огъня (PUS) (в надводно положение). ).
На първите лодки от серии I и II изобщо нямаше оборудване за настройка на жироскопичния ъгъл, съответно след изстрелването торпедата тръгнаха направо. Капитанът изчислява необходимите данни за стрелба през перископа, след което те се предават с глас на торпедистите и стойността на ъгъла на въртене на жироскопа се въвежда ръчно в торпедата. Командата за изстрелване беше дадена от командира или първия офицер на часовника, като я извика през люка в централния пост и в торпедното отделение - операторът на торпедото, след което натисна бутона за изстрелване на торпедо.
Въпреки това, през 1938 г., с началото на серийното производство на лодки от серия VII и IX, ситуацията се промени към по-добро. Необходимостта от гласови команди е изчезнала поради въвеждането на подобрено изчислително устройство, наречено T.Vh.Re.S.1. Сега данните се прехвърлят автоматично в торпедното отделение, където се показват на таблото, след което промяната в дълбочината на движение и ъгъла на въртене на жироскопа на торпедата се извършва от торпедистите отново ръчно директно в торпедно отделение. Подобряването на торпедното въоръжение направи възможно въвеждането на жироскопичен ъгъл от ± 90 градуса.
През 1939 г. те комбинират всички елементи в едно общо устройство и получават изчислителното и решаващо устройство T.Vh.Re.S.2. Това устройство беше монтирано на стената на бойната кула и по време на атаката се обслужваше от боцман в ранг старши сержант или оберфелдфебел. Боцманът въвежда ръчно в устройството курса, скоростта на подводницата и пеленга към целта. Скоростта се задава от командира на рулевия, курсът се отчита от ретранслатора на жирокомпаса, пеленгът към целта - при атака от подводно положение от азимутния кръг на перископа и при атака от надводна позиция от управление на огъня устройство - мощен бинокъл в здрав корпус, монтиран на мост върху пиедестал със специална стойка. Според командите на командира се въвеждат седем други параметъра в строга последователност: дълбочината на торпедото, скоростта на торпедото, скоростта на целта, позицията на целта (вдясно или вляво по курса) , ъгъла на насочване на целта, разстоянието до целта и дължината на целта. В рамките на няколко секунди след това устройството изчисли всички необходими данни за стрелба, които постъпиха на контролния панел в торпедното отделение и бяха взети предвид при изстрелването.
Последната опция, наречена T.Vh.Re.S.3, направи възможно въвеждането на данни в торпедата директно от изчислителното устройство, но това повлия на размера на цялата система за управление на торпедната стрелба и тя беше преместена на централния пост, с изключение на тези, които остават в рулевата рубка на конзолата за въвеждане на данни и стойката за управление на стрелбата. Командата за изстрелване на торпеда се получава автоматично чрез натискане на бутоните на стойката за управление на стрелбата.
ENIGMA ENIGMA MACHINE
До началото на Втората световна война германците вече не се ограничават до ненадеждни шифровани книги, създават се все по-сложни технически устройства за кодиране на съобщения.
Във флота германците използваха широко машини за шифроване Enigma, които бяха електромеханични машини с размерите на преносима пишеща машина със стандартна клавиатура. Тези устройства бяха доста прости и лесни за използване. Те работеха с батерии и бяха преносими. След като подготви устройството за работа, операторът написа съобщение в ясен текст, както обикновено пишеща машина. "Енигма" автоматично извърши криптиране и маркира съответните криптирани букви. Вторият оператор ги преписва и ги изпраща по радиото на адресата. В приемащия край процесът беше обърнат.
Принципът на криптирането беше да се заменят буквите на шифрования текст с други букви. Най-просто принципът на работа на машината за криптиране Enigma е следният. Машината включва три (а по-късно и повече) въртящи се енкодера (ротори), всеки от които представлява дебело гумено колело, пробито с жици и имащо 26 входни и изходни контакта според броя на буквите. Тъй като енкодерите са свързани помежду си, при натискане на буквения клавиш електрическият сигнал преминава през три енкодера, след това сигналът преминава през проводниците на рефлектора и се връща през три енкодера, подчертавайки криптираната буква. Взаимното разположение на енкодерите и техните начални позиции определиха ключа на текущия ден.
По-подробно устройството и принципът на работа на машината за криптиране Enigma са разгледани в статията „Enigma Cipher Machine“ на страницата на раздела „Факти“.
В първите години на войната Великобритания претърпя значителни загуби от немски подводници, поради което за британското разузнаване беше толкова важно да „разбие“ шифъра на Енигма. Най-добрите математици и инженери бяха хвърлени да дешифрират немските кодове, а група криптографи се заселиха в имението Блечли Парк. За да се разбере принципът на работа на "Енигма", беше необходимо да се получи копие на тази машина за шифроване. Британската разузнавателна агенция планираше да инсценира катастрофата на пленен немски самолет над Ламанша, за да привлече подводница и да залови Енигма, но се справиха без това. Машината за шифроване е свалена през март 1941 г. от пленения немски миночистач "Кребс", през май - от метеорологичния кораб "Мюнхен", след това от още няколко транспортни кораба. Както се оказа, немците поставят машини от подобен тип както на подводници, така и на обикновени леко въоръжени кораби. Вярно е, че на подводниците са използвани специални кодови списания, без тях беше изключително трудно да се разгадае шифърът. На 9 май 1941 г. британците успяват да заловят немската подводница U-110 и Енигма, заедно с кодовите дневници, скоро се озовава в Блечли Парк.
Когато британските конвои, използвайки прихванатите данни, започнаха успешно да напускат подводниците и да ги потопят, германците се досетиха, че техният шифър е разгадан. През февруари 1942 г. Enigma е подобрена чрез добавяне на още един ротор, но на 30 октомври 1942 г. кодовите дневници за новата машина са заснети на подводница U-559. Използвайки получената информация, математиците успяха да разгадаят принципа на машината, което в крайна сметка доведе до факта, че през 1943 г. германците окончателно загубиха контрол над Атлантическия океан.
СОНАРИ
Ранните подводници първо са били оборудвани с устройство за откриване на акустичен шум, известно като "групов сонар" или GHG. Състои се от 11 (по-късно 24) хидрофона, разположени в носа на лекия корпус в полукръг около приклада на носовите хоризонтални кормила и свързани към приемника във второто отделение. Тъй като акустичните сензори бяха монтирани в носа на лодката по протежение на страните на корпуса, точността на откриване на източника на шум беше приемлива само ако корабът за определяне на посоката беше на носа на лодката.
По-усъвършенстван инструмент за откриване на акустичен шум беше „сканиращият сонар“ или KDB. Това беше въртящ се прибиращ се прът в носа на корпуса, на който бяха монтирани шест хидрофона. Антената беше разположена на горната палуба непосредствено зад резачката на мрежата, но основният й недостатък беше слабата защита срещу дълбочинни бомби, така че инсталирането на тази модификация скоро беше изоставено.
През последните години на войната устройствата за откриване на акустичен шум бяха подобрени. Създаден е така нареченият "балконен сонар", който осигурява по-широко зрително поле в сравнение с GHG и KDB. Всичките 24 хидрофона бяха монтирани вътре в обтекател с форма на балкон в долната част на носа на лодката. Новата схема имаше най-висока точностнамиране на посоката (дори беше механично свързано с управлението на торпедния огън PSA), с изключение на тесен сектор от 60 °, който беше директно на кърмата. "Балконният сонар" е разработен за лодки от серия XXI и не намери широко приложение на лодки от серия VII и IX.
Сонарът S-Gerat - основната причина за подобряването на лодките от серия VII от тип B до тип C - не се появи на лодките. Това устройство се разглеждаше преди всичко като средство за откриване на котвени мини, които липсваха в необятността на Атлантическия океан. Освен това германските подводничари не искаха да имат на борда никакво оборудване, което да демаскира подводницата с работата си.
РАДАР
Основното радарно оборудване започва да се инсталира на подводници през лятото на 1940 г. Първият работещ модел е радар тип FuMO29. Използван е главно на лодки от серия IX, но е открит и на няколко лодки от серия VII, лесно се разпознава по два хоризонтални реда от осем дипола пред рулевата рубка. На горния ред бяха антените на предавателите, на долния ред бяха антените на приемниците. Обхватът на откриване на голям кораб от станцията беше 6-8 км, самолет, летящ на височина 500 м - 15 км, точността на определяне на посоката беше 5 °.
В подобрена версия на радара FuMO30, въведена през 1942 г., диполите, монтирани на рулевата рубка, са заменени от прибираща се, така наречена „матракна“ антена с размери 1 x 1,5 m, която е премахната в прорезна ниша вътре в стената на рулевата рубка. Оборудването не открива всички вражески кораби поради факта, че антената не се простира много високо над повърхността на водата, за разлика от надводните кораби. Освен това, поради отражението на сигнала от вълните по време на буря, възникват силни смущения и вражеските кораби често се откриват визуално преди радара. Само няколко подводници получиха тази версия на радара.
Последният модифициран пример, FuMO61, беше морска версия на нощния боен радар FuMG200 Hohentwil. Той влезе в експлоатация през март 1944 г. и не беше много по-добър от FuMO30, но се доказа ефективен инструментоткриване на самолети. Той работеше на дължина на вълната 54-58 cm и имаше антена, почти идентична с FuMO30. Обхватът на откриване на големи кораби беше 8-10 км, самолети 15-20 км, точността на намиране на посока беше 1-2 °.
РАДАР ДЕТЕКТОРИ
Радарният детектор FuMB1 "Metox" се появява през юли 1942 г. Структурно това беше най-простият приемник, предназначен да улавя сигнал, предаван на дължина на вълната 1,3-2,6 м. Приемникът беше свързан към вътрешно подводно излъчване, така че целият екипаж чу алармата. Това оборудване работеше с антена, опъната върху счукан дървен, така наречения "бискайски" кръст; при търсене на цел антената се завърташе ръчно. Тя обаче имаше един сериозен недостатък - крехкостта на конструкцията: по време на спешно гмуркане антената често се счупваше. Използването на FuMB1 направи възможно лишаването на британската линия за борба с подводници в Бискайския залив за шест месеца. От края на лятото на 1943 г. е пусната в производство нова станция FuMB9 "Vanze", която регистрира радиация в диапазона 1,3-1,9 м. През ноември 1943 г. се появява станцията FuMB10 "Borkum", която контролира обхвата на 0,8-3,3 м .
Следващият етап е свързан с появата на нов радар ASV III във врага, работещ на дължина на вълната 10 см. През пролетта на 1943 г. зачестяват докладите на немски подводничари, според които лодките са били подложени на внезапни атаки от самолети за борба с подводници през нощта без предупредителен сигнал Metox. Проблемът, свързан с необходимостта от контрол на радиацията в честотния диапазон на английския радар ASV III, в крайна сметка е разрешен след появата през ноември 1943 г. на системата FuMB7 Naxos, която работи в диапазона 8-12 см. Впоследствие две станции започват да да се монтира на лодки: "Наксос" и "Боркум"/"Ванзе"; в резултат на комбинираното им използване подводниците най-накрая имаха отлична способност да откриват радиация в целия честотен диапазон на радарите.
От април 1944 г. те са заменени от станцията FuMB24 "Flyage", която контролира обхвата от 8-20 см. Германците отговарят на появата на американски летящи лодки с радарни станции APS-3, APS-4 (дължина на вълната 3,2 cm) чрез създаване на приемника FuMB25 " Myuke" (обхват 2-4 cm). През май 1944 г. Flyge и Myuke са обединени в комплекса FuMB26 Tunis.
РАДИО
Основната радиокомуникация между подводницата и бреговото командване обикновено се осигуряваше от комуникационна система, работеща в HF обхвата 3-30 MHz. Лодките са оборудвани с приемник E-437-S и 200-ватов предавател от Телефункен, а като резервен - по-малко мощен, 40-ватов, предавател от компанията Лоренц.
За радиокомуникация между лодки е използван набор от оборудване в CB диапазона от 300-3000 kHz. Състои се от приемник E-381-S, предавател Spez-2113-S и малка прибираща се кръгла вибраторна антена в дясното крило на парапета на моста. Същата антена играеше ролята на пеленгатор.
Възможностите за използване на VLF вълни в диапазона 15-20 kHz бяха разкрити едва по време на войната. Оказа се, че радиовълни от този диапазон, с достатъчна мощност на предавателя, могат да проникнат през повърхността на водата и да бъдат приети от лодки, разположени на перископна дълбочина. Това изискваше изключително мощен предавател на сушата и този 1000-киловатов предавател Goliath беше построен във Франкфурт на Одер. След това всички заповеди, предавани от командването на подводния флот, започнаха да се излъчват в HF и SDV диапазоните. Сигналите от предавателя Goliath се приемат на широколентов приемник E-437-S, произведен от Телефункенизползвайки същата кръгла прибираща се антена.
Перископът е оптичен инструмент. Това е зрителна тръба, която има система от огледала, призми и лещи. Целта му е да извършва наблюдение от различни укрития, които включват укрития, бронирани кули, танкове, подводници.
Исторически корени
Перископът води биографията си от 1430-те години, когато изобретателят Йоханес Гутенберг изобретява устройство, което позволява да се наблюдават зрелища на панаирите в град Аахен (Германия) над главите на тълпата от хора.
Перископът и устройството му са описани от учения Ян Хевелий в неговите трактати през 1647 г. Той възнамеряваше да го използва при изследване и описание на лунната повърхност. Той беше и първият, който предложи използването им за военни цели.
Първите перископи
Първият реален и работещ перископ е патентован през 1845 г. от американската изобретателка Сара Матер. Тя успя сериозно да подобри това устройство и да го приложи на практика във въоръжените сили. И така, по време на Гражданската война в САЩ войниците прикрепиха перископи към оръжията си за скрита и безопасна стрелба.
Френският изобретател и учен Дейви адаптира перископа за флота през 1854 г. Устройството му се състоеше от две огледала, обърнати под ъгъл от 45 градуса, които бяха поставени в тръба. И първият използван перископ е изобретен от американеца Даути по време на Американската гражданска война от 1861-1865 г.
Към първия световна войнаВоюващите войници също са използвали перископи с различни конструкции, за да стрелят от прикритие.
По време на Втората световна война тези устройства са широко използвани на бойните полета. В допълнение към подводниците, те са били използвани за наблюдение на врага от приюти и землянки, както и на танкове.
Почти от появата на подводниците, перископите върху тях се използват за наблюдение, когато подводницата е потопена. Това се случва на така наречената "перископна дълбочина".
Предназначени са за изясняване на навигационната обстановка на морската повърхност и откриване на самолети. Когато подводницата започне да потъва, перископната тръба се прибира в корпуса на подводницата.
Дизайн
Класическият перископ е конструкция от три отделно разположени устройства и части:
- оптична тръба.
- повдигащо устройство.
- Шкафове с жлези.
Най-сложният конструктивен механизъм е оптичната система. Това са две астрономически тръби, подравнени една спрямо друга чрез лещи. Те са оборудвани с огледални призми с пълно вътрешно отражение.
Подводниците имат допълнителни устройства за перископ. Те включват далекомери, системи за определяне на ъгли на посоката, фото и видео камери, светлинни филтри и системи за изсушаване.
За определяне на разстоянието до целта в перископа се използват два вида устройства - дистанционни решетки и микрометри.
Светлинният филтър е незаменим в перископа. Разположен е пред окуляра, разделен на три сектора. Всеки сектор представлява определен цвят стъкло.
Камерата на устройството или друга, предназначена за получаване на изображение, е необходима за установяване на фактите за поразяване на цели и фиксиране на събития на повърхността. Тези устройства са монтирани зад окуляра на перископа на специални скоби.
Тръбата на перископа е куха, съдържа въздух, който съдържа известно количество водна пара. За да се отстрани натрупаната върху лещите влага, която кондензира върху тях поради температурни промени, се използва специално изсушаващо устройство. Тази процедура се извършва чрез бързо измиване на сух въздух през тръбата. Абсорбира натрупаната влага.
На подводница перископът изглежда като тръба, стърчаща над рулевата рубка с „копче“ в края.
Тактика на използване
За да се осигури стелт, перископът на подводницата се издига изпод водата с определени периоди от време. Тези интервали зависят от метеорологични условия, скорост и обхват на обектите на наблюдение.
Перископът помага на командира на подводницата да определи посоката (пеленга) от подводницата към целта. Позволява ви да определите ъгъла на курса на вражеския кораб, неговите характеристики (вид, скорост, въоръжение и др.). Дава информация за момента на торпедния залп.
Размерите на перископа, стърчащ изпод водата, неговата глава, трябва да бъдат възможно най-малки. Това е необходимо, така че врагът да не фиксира местоположението на подводницата.
За подводниците вражеските самолети представляват много голяма опасност. В резултат на това по време на преходите на подводници се обръща значително внимание на контрола на въздушната обстановка.
Въпреки това, за осъществяването на такова комбинирано наблюдение, крайната част на перископите е доста масивна, тъй като оптиката на противовъздушното наблюдение е разположена там.
Следователно на подводници са инсталирани два перископа, а именно командирски (атака) и противовъздушен. С помощта на последния е възможно да се наблюдава не само въздушната обстановка, но и повърхността на морето (от зенита до хоризонта).
След повдигане на перископа се оглежда въздушното полукълбо. Наблюдението на водната повърхност първоначално се извършва в носовия сектор, а след това се преминава към преглед на целия хоризонт.
За да се осигури стелт, включително от радарите на противника, в интервалите между повдиганията на перископа подводницата маневрира на безопасна дълбочина.
По правило височината на перископа на подводницата над морското равнище е в диапазона от 1 до 1,5 метра. Това съответства на видимостта на хоризонта на разстояние от 21-25 кабела (около 4,5 км).
Перископът, както беше споменато по-горе, трябва да бъде над повърхността на морето за възможно най-малко време. Това е особено важно за подводница, която започва атака. Практиката казва, че отнема малко време, около 10 секунди, за да се определи разстоянието и други параметри. Такъв интервал от време за престой на перископа на повърхността осигурява пълната му секретност, така че за т.н краткосроченневъзможно е да се открие.
Отпечатъци по повърхността на морето
Когато подводницата се движи, перископът оставя следа и прекъсвач. Ясно се вижда не само при спокойно, но и при леко вълнение. Дължината и естеството на прекъсвачите, размерът на пътеката, са в пряка зависимост от скоростта на подводницата.
И така, при скорост от 5 възела (около 9 км / ч), дължината на следата на перископа е около 25 м. Следата от пяна от нея е ясно видима. Ако скоростта на подводницата е 8 възела (около 15 км / ч), тогава дължината на коловоза вече е 40 м, а прекъсвачът се вижда на голямо разстояние.
Когато подводницата се движи спокойно, от перископа се появява ясно изразен бял цвят на прекъсвача и обемна пенлива следа. Той остава на повърхността дори след като устройството се прибере в корпуса.
В резултат на това, преди да го вдигне, командирът на подводницата взема мерки за забавяне на скоростта на движение. За да се намали видимостта на подводницата, на крайната част е дадена обтекаема форма. На наличните снимки на перископа това лесно се забелязва.
Други недостатъци
Недостатъците на това устройство за наблюдение включват следното:
- Не може да се използва през нощта, както и при условия на недостатъчна видимост.
- Перископ, който наднича от водата, може да бъде открит без значителни затруднения както визуално, така и с помощта на радарно оборудване на потенциален враг.
- Снимки на такъв перископ, направени от наблюдатели - какво визиткаместоположението на подводницата.
- С негова помощ е невъзможно да се определи разстоянието до целта с необходимата точност. Това обстоятелство намалява ефективността на използването на торпеда върху него. Освен това обхватът на откриване на перископа оставя много да се желае.
Всички горепосочени недостатъци доведоха до факта, че в допълнение към перископите се появиха нови, модерни средства за наблюдение на подводници. Това е преди всичко система от радар и хидроакустика.
Перископът е задължително устройство на подводница. Внедряване в технически системисъвременните подводници на нови устройства (радар и сонар) не са намалили ролята си. Те само допълниха възможностите му, като направиха подводницата по-"зряща" при лоша видимост, в условия на сняг, дъжд, мъгла и др.
Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу
Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
публикувано на http://allbest.ru
Подводни перископни системи
Съвременните подводници са оборудвани с многофункционален комплекс, състоящ се от два перископа, което гарантира широката функционалност на такъв комплекс и неговата надеждност. В чужбина такива перископи се класифицират като атакуващи перископи (командирски перископи) и търсещи перископи (универсални перископи).
Нападателният перископ се използва за оперативна оценка на надводната и въздушната обстановка.
Основният канал е визуално-оптичният канал за очно наблюдение от оператора, което определя основната му конструктивна характеристика - перископната тръба, „проникваща“ през основното тяло на подводницата с оптична система, която предава изображението към окулярите за наблюдение.
Перископът за търсене е предназначен да събере възможно най-много информация за ситуацията в района, където се намира подводницата. При липса на възможност за наблюдение по традиционен визуален канал, той осигурява наблюдение чрез използване на термовизионни и телевизионни системи.
Изображения от телевизионни и термовизионни информационни приемници се предават на екрана на монитора.
За да се създадат условия операторът да извършва същите действия при работа с апарата, мониторът е монтиран в очната част. Този монитор може да се използва и за показване на свързани информационни символи.
По този начин операторът, работещ с перископа, трябва да обработва голямо количество визуална информация.
Най-трудните проблеми при проектирането на перископни комплекси, които досега не са решени, възникват при организирането на представянето на визуална информация на оператора, като се вземат предвид неговите психофизиологични характеристики.
Целта на работатае да се изучат принципите на конструиране на окулярната част на съвременен перископ, който осигурява оптимални условия за работа на оператор, осъществяващ наблюдение през визуален канал.
Проблеми, свързани с конструкцията на окулярната част на съвременните перископни системи
Най-трудната задача при изграждането на перископни комплекси според нас е организирането на рационално представяне на визуална информация на оператора, като се вземат предвид неговите психофизиологични характеристики.
От гледна точка на рационалното изграждане на оптични системи за наблюдение, на първо място, възниква въпросът коя от съществуващите схеми е целесъобразно при дадените условия на приложение да се реализира очната част, а именно да се изпълнява под формата на монокуляр, бинокуляр или псевдобинокуляр.
Доскоро очната част на домашните перископи се изпълняваше по монокулярна схема, т.е. наблюдението се извършва през един окуляр.
Въпреки това, преглед на местни и чуждестранни публикации показа, че чуждестранните фирми изграждат очната част на своите перископи според бинокулярната схема. Тук са възможни две схеми на изграждане.
При първата схема операторът наблюдава във всеки от двата окуляра изображението, формирано от зрителния канал и свързаната с него информация.
При втората схема за изграждане на очната част операторът наблюдава изображението, образувано от зрителния канал през един окуляр, а вторият окуляр се използва само за въвеждане на свързана информация в него.
Следващата поредица от задачи, възникващи при проектирането на очната част, е свързана с необходимостта да се представи на оператора видео информация (придружаващ персонаж или телевизионен канал).
В същото време неизбежно възникват въпроси относно цветовата гама на съпътстващите информационни символи, техните ъглови размери, яркостта и структурата на екраните на мониторите, които осигуряват най-добрите условия за наблюдение и възприемане на изображението.
Друг проблем, който досега остава неразрешен при проектирането на такива системи, е свързан с физиологичните аспекти на възприемането на зрителни образи по време на монокулярно, бинокулярно и псевдобинокулярно представяне.
Изборът на оптична схема за изграждане на очната част на перископа
Чуждестранни фирми, занимаващи се с конструиране на перископи, проектират окулярната част по схемата на бинокъла с възможност за преминаване към монокъл.
В този случай, като правило, се използват две конструктивни схеми.
В първата схема на очната част операторът наблюдава в един окуляр изображението, образувано от зрителния канал, а вторият окуляр се използва само за въвеждане на свързана информация в него, това е така наречената схема на псевдобинокуларна конструкция.
При втората схема операторът едновременно наблюдава във всеки от двата окуляра изображението, образувано от визуалния канал, и съпътстващата информация на екрана на монитора, това е схема на бинокулярна конструкция.
Псевдобинокулярна конструктивна схема
Каналите за наблюдение на визуалната и съпътстващата информация са независими, отделни канали.
Така светлинният поток, предаван от зрителния канал, се насочва към едното око и единия окуляр, а от екрана на монитора към другото око и окуляра.
Тази псевдобинокулярна схема се основава на физиологичните характеристики на човешката зрителна система, когато две изображения, влизащи във всяко око, се сливат в едно, което се възприема от човек.
От техническа гледна точка този метод за представяне на визуална информация има значително предимство, тъй като позволява да се намали неблагоприятното влияние на високите нива на осветеност на изображението, създадено от визуалния канал, върху контраста на изображението на екрана на монитора.
При недостатъчни светлинни характеристики на миниатюрни монитори този фактор се оказва значителен.
Фигура 3 показва изображенията, наблюдавани през всеки от окулярите (a; b), както и изображението, възприемано от оператора по време на едновременно наблюдение през двата окуляра (c).
При прилагането на псевдобинокуларния метод за представяне на информация се получава изкуствено разделяне на зрителните полета на дясното и лявото око, което води до появата на редица психофизиологични феномени.
Този начин на представяне на информация не е естествен за зрителния анализатор. Създаването на псевдобинокуляр повдига въпроса за промяна в зрителните функции на едното око при излагане на светлинни стимули в другото око.
По време на псевдобинокуларното представяне дясното и лявото око възприемат изображения, които могат да се различават значително по яркост.
Това се дължи на факта, че едното око на оператора, взаимодействащо с изображението на екрана на монитора, е напълно екранирано, а другото око възприема информацията, предавана от зрителния канал.
Конструктивна схема на бинокъл
При бинокулярната схема операторът едновременно наблюдава във всеки от двата окуляра изображението, формирано от зрителния канал, и съпътстващата информация от екрана на монитора. Схемата на конструкцията на бинокъла е показана на фигура 4.
За да създадете бинокъл, можете да използвате залепващи призми 2, върху чиито залепени повърхности е нанесено покритие за разделяне на лъча, за да разделите светлинния лъч в два окуляра.
Призмите са залепени заедно в паралелен ход на лъчи между лещи 1 и 3. Освен това лещи 3 събират лъчи лъчи във фокалните равнини на окуляри 5. За контролиране на междузеничното разстояние се използват ромбовидни призми 4 (показани са техните сечения).
1, 3, 6 - лещи, 2, 4 - призми, 5 - окуляр.
Каналът за наблюдение на придружаващата информация се състои от лещи 6, 3, които проектират изображение на свързана информация от екрана на монитора във фокалната равнина на окуляри 5.
Така във фокалната равнина на окулярите се формира изображение на придружаващата информация и изображение на външни наблюдавани обекти. Операторът наблюдава тези изображения комбинирани през окулярите. Изгледът на зрителното поле през окуляра е показан на фигура 5.
Фигура 5 - Изглед на зрителното поле при гледане през бинокъл
При създаването на очната част според бинокулярната схема възниква друг проблем - операторът може да не различи съпътстващата информация на фона на изображението на наблюдаваните обекти, образувано от зрителния канал, както е показано на фигура 3.5.
За да се отстрани този недостатък, е необходимо контрастът на яркостта между тях да бъде най-малко 2% (минималният контраст на яркостта, който може да се види от човешкото око).
Визуализация на информация от екрана на монитора
Съвременните устройства за наблюдение, използвани във военни превозни средства, като перископи на подводници, надводни кораби, бронетранспортьори и др., Трябва да осигуряват възможност за наблюдение по всяко време на денонощието и при сложни метеорологични условия.
За тази цел те са оборудвани освен зрителния канал с оптоелектронни канали (телевизионни устройства, работещи при ниска осветеност на околната среда, както и термовизионни устройства).
По този начин операторът, работещ със сложно устройство, трябва да работи с голямо количество визуална информация.
Ето защо при разработването на такива сложни устройства възниква въпросът за създаването на работно място на оператора, а именно начините за представяне на видео информация на оператора.
Работното място на оператора често е проектирано по такъв начин, че информацията от всеки канал за наблюдение се предава на екраните на няколко монитора (Фигура 6) или на екрана на един монитор, разделен на няколко полета.
Работното място трябва да улеснява възможно най-бързото вземане на решения в сложни ситуации, свързани с наблюдаваната панорама, а проследяването на много екрани не осигурява достатъчно бърз анализ на сцените. Освен това с такова решение е трудно да се провежда едновременно наблюдение с помощта на визуални и оптоелектронни канали.
Да наблюдавате екрана на монитора в зрителното поле визуален канал, мониторът е монтиран в окулярната част на перископа, а за предаване на изображението от екрана към окулярите се използва проекционна оптична система.
Фигура 6 - Многоекранна конзола на работното място на оператора
Дейността на оператора по различни начини за представяне на визуална информация
Основният обект на изследване е очната част на многофункционалния перископен комплекс на съвременните подводници.
Разглежда се схемата на разположението на бинокулярния блок за комбиниране на зрителния канал и канала за наблюдение на придружаващата информация (фигури 6 и 7)
Оптичната схема на този възел, която включва визуален канал и канал за наблюдение на свързана информация, е показана на фигура 8
Входната леща 1 създава изображение на наблюдавания външен обект във фокалната равнина на въртящата се система 2, 4, която прехвърля това изображение във фокалната равнина на окулярите 6. За да се създаде псевдобинокъл, призмата-куб 3 се отстранява от пътя на лъча.
Съпътстващият информационен канал за наблюдение се състои от лещи 7, 4, които проектират равнината на екрана на монитора във фокалната равнина на окулярите 6.
Фигура 8 - Оптична диаграма на разположението на бинокъла за комбиниране на зрителния канал и канала за наблюдение на свързаната информация от екрана на монитора 1, 2, 4, 7 - лещи, 3 - призма, 5 - огледало, 6 - окуляр.
Определяне на вероятността за откриване
За определяне на вероятността за откриване при монокулярно и бинокулярно наблюдение се използва съпътстващият информационен канал за наблюдение.
На оператора се представят тестови обекти, показани на екрана на монитора за кратко време. Като тестови обекти се използват например букви от руската азбука.
В изследваните изследвания тестовите обекти се представят на наблюдатели, след което средните стойности на правилното разпознаване на букви се определят по време на наблюдения при следните условия: когато нивото на яркост на екрана на монитора се променя (от 1 до 120) и контрастът между обекта и фона е постоянен ( Да се=100%); когато контрастът между обекта и фона се променя (от 100 на 10%) и яркостта на екрана на монитора е постоянна ( Л=120); когато променяте яркостта на екрана и контраста между обекта и фона.
Яркостта на екрана на монитора и контрастът между обекта и фона се определят с помощта на фотометър.
За да се определи вероятността за откриване с псевдобинокулярния метод за представяне на информация, лещата на визуалния канал беше отворена, призмата 3 беше отстранена от пътя на лъчите.
В този случай операторът едновременно наблюдава изображението на визуалния канал в единия окуляр и екрана на монитора във втория окуляр. Получените резултати са представени в таблици 1 и 2, както и на фигури 9 и 10.
перископен окуляр
Фигура 9 - Зависимост на вероятността за откриване от контраста между обекта и фона
Фигура 10 - Зависимост на вероятността за откриване от яркостта на екрана
Изследвано е разположението на бинокулярния блок за комбиниране на зрителния канал и канала за наблюдение на свързаната информация.
В изследваните изследвания, от гледна точка на правилното разпознаване на обектите, е установено, че при ниско ниво на осветеност, както и при нисък контраст между обекта и фона, наблюдението през бинокъл има несравнимо предимство .
Установено е, че от гледна точка на пространствената разделителна способност наблюдението с бинокъл, дори като се вземе предвид намаляването на радиационния поток, е еквивалентно на монокулярно наблюдение.
Но от гледна точка на вероятността за откриване и разпознаване на обекти, особено при ниска яркост на обектите на наблюдение и нисък контраст между обекта и фона, бинокулярното наблюдение има предимства.
Хоствано на Allbest.ru
...Подобни документи
Анализ на бойните действия на американските подводници за прекъсване на комуникациите на Япония в Тихия океан през Втората световна война. Сили и средства за водене на подводна война. Форми, методи и начини на действие на американските подводници. Изводи и поуки от анализа на военните действия.
курсова работа, добавена на 27.10.2009 г
Подводни ядрени реактори, принципи на работа, устройство. Устройството на воден реактор под налягане, използвано в подводници. Малко от историята на руския флот. Катастрофи на атомни подводници, причини за смъртта.
презентация, добавена на 26.05.2014 г
Процесът на формиране на противоподводната авиация като нов вид военноморска авиация и противоподводни сили на ВМС. Назначаване на самолети за борба с подводници и корабни хеликоптери. Хидроакустични средства за откриване на подводници, оръжия за тяхното унищожаване.
курсова работа, добавена на 05.09.2009 г
Изисквания към ръководствата за бойно използване на хидроакустични средства. Правила за избор на режими на работа в различни тактически ситуации. Класификационни знаци при бойно използване на GAS за откриване на подводни диверсионни сили, средства.
презентация, добавена на 23.12.2013 г
Създаване, усъвършенстване на ядрени оръжия и термоядрени боеприпаси. Увеличаване на броя на стратегическите нападателни оръжия. Разработване на неутронен предпазител, подводници, бомбардировачи, балистични и моноблокови ракети и други оръжия.
курсова работа, добавена на 26.12.2014 г
Първите споменавания и идеи за възможността за изстрелване на хора под вода, тяхното внедряване и модернизация. Подводният флот във Великата отечествена война. основни характеристикисегашното състояние на подводните оръжия. Класификация на корабите, средства за тяхната комуникация.
резюме, добавено на 22.11.2010 г
Аварията на атомната подводница К-141 "Курск": спасителни работи, версии възможни причиниаварии, идентифициране на загиналите, резултатите от повдигателната операция. Други аварии на съветски, руски и чужди атомни подводници. Причини за аварията.
резюме, добавено на 22.10.2014 г
Теоретични аспектиуправление и превенция на ненавистта, анализът им във войсковата част на ракетните войски. Основните направления на възпитателната работа по отношение на обединяването на военните екипи и формирането на уставни взаимоотношения в тях.
дисертация, добавена на 30.10.2010 г
Структурата на военновъздушните сили на Руската федерация, тяхната цел. Основните насоки за развитие на далечната авиация. Съвременни руски зенитно-ракетни системи. Части и подразделения за разузнаване, търсене и спасяване. История на руските военновъздушни сили, създаването на паметен ден.
резюме, добавено на 24.03.2013 г
Класификация на магнитометричните детектори според физическите принципи на действие, според нивото на радиация. Основната цел на MSO, основата на теорията за неговото развитие. Характерни смущения при прилагането на MSO, методи за тяхното компенсиране, конструктивни особености, схема.
Име Производител Технически спецификацииКъдето е инсталиран
PIVAIR (SPS), PIVAIR (SPS) K "- за ядрени подводници и SSBN SAGEM Опто-електронен и оптичен перископ, в който се помещава и антената на RPD и IR системите. В допълнение към обичайната бинокулярна оптика, мачтата е оборудвана с секстант, 35 mm филмова камера и IR монитор Оптично увеличение 1.5x или 6x (12x в опционален режим) Ъгъл на видимост 26.9, 4.5 градуса при ъгъл на повдигане +807-10 градуса Мачтово устройство, стабилизирано в 2 равнини Ъгъл на видимост на IR наблюдение на ъглите на носа и кърмата Система 3x6 deg осигурява бърз изглед (при 1rpm или кръгово търсене) Диаметърът на главата на системата за откриване е 320 mm, тръбата е 200 mm (за SPS-S - 250 mm) За атака перископ - съответно 140 mm и 180 mm Casablanca, Emer-ande, Rubis, Saphir, Le Triomphant (версия M12/SPS-S), L Inflexible и Le Re-doutable (всички от Франция)
SMS SAGEM Експортна версия на непробиваем перископ за основно оръдие, базиран на PIVAIR (SPS). Това е модификация на мачтата за електронно противодействие. Тестван на Psyche (Франция, подводница клас Daphne). Готланд (Швеция), Кобен (Норвегия) за атомни подводници и ПЛАРБ. Закупен за испански подводници клас Agosta
IMS-1 SAGEM Непроникващ PC перископ само с IR система за откриване (стабилизиран в две равнини, ъгъл на издигане + 30А9 градуса, ъгъл на видимост 5,4 градуса при търсене или 7x5,4 градуса при разпознаване, елемент - IRIS CCD). Скоростта с кръгов изглед е 15-20 оборота в минута. Скорост на движение на подводницата до 12 възела. Размери на блока на детекторната система: 208 мм диаметър, 180 кг. Диаметър на мачтата -235 мм. Нархвален (Дания)
OMS SAGEM Жиростабилизирана система по една или две оси с ТВ камера (ъгъл на елевация +50/-20 градуса, ъгъл на видимост 32 и 4 градуса), IR система (ъгъл на елевация +50-20 градуса, ъгъл на видимост 9 градуса) и стабилизиран навигационен радар (обхват 4-32 км, точност 2,5 градуса). Диаметър на блока на детекторната система 370 мм, тегло 450 кг. ПЛАРБ от клас Le Triomphant (Франция)
ST5 SFIM/SOPELEM атакуващ перископ. Оптималното увеличение е 1,5x и 6x (ъгълът на видимост е съответно 30 и 7 градуса). Ъгли на изкачване +30/-10 град. Общо 40 броя са издадени до 1985 г. DPL Agosfa NPS Amethyste (Франция)
Модел J SFILM/SOPELEM Търсещ перископ, включва радарна антена, антена ARA-4 и всенасочени антени за електронно разузнаване. Увеличение 1,5x и 6x (ъгли на видимост съответно 20 и 5 deg^d) Agosta
Модел K SFIM/SOPELEM Монтиран е светлинен усилвател, като увеличението е 5х, ъгълът на видимост е 10 градуса, ъглите на повдигане са +30/-10 градуса. В дневен режим увеличението е 1,5x и 6x (ъглите на видимост са съответно 36 и 9 градуса) Ядрена подводница от клас Amethyste (Франция)
Модел L SFIM/SOPELEM Има същите функции и устройства като модел K, но без секстанта, т.к. SSBN имат специален астроперископ MRA-2. SSBN на френския флот
M41 и ST3 (модернизирани) 5FIM / SOPELEM (Франция) и Eloptro (Южна Африка) Оптичните атакуващи перископи (ST3) и търсене (M41) бяха модернизирани на подводниците на южноафриканския флот: оптичните елементи бяха заменени, оптичните характеристики на системата е подобрена, включително в условия на слаба осветеност, инсталирани са видео далекомери и телевизионни системи, които работят в условия на слаба осветеност, сигналът от които се подава към конзолите на операторите на процесора. Подводници от клас "Копие" (клас "Дафне") на военноморските сили на Южна Африка
Германия
STASC / 3 Carl Zeiss Първият следвоенен перископ на фирмата за двойно предназначение - търсене и атака. Оптично увеличение 1.5x и 5.6x, ъгли на видимост 40x30 градуса и 10x7.5 градуса. Ъгли на изкачване +90/-15 град. Произведени са общо 30 броя. Подводница тип Narhvalen (тип 207, Дания), Kobben (тип 207, Норвегия), тип 205 (Германия), сега изтеглена от експлоатация.
ASC17 / NavS (SER012) Carl Zeiss AS C17 - атакуващ перископ с фиксирани окуляри (с пеленгови индикатори в кърмовата равнина на обектива) NavS - навигационен перископ, същия тип като AS C17, монтиран на мачтата на RDP. Оптично увеличение 1.5x и 6.0x, ъгли на видимост 38x28 градуса и 9.7x5 градуса. Ъгли на изкачване +90/-15 град. (SERO - съкратено от ein Sehrohr - перископ (немски)) DPL тип 206 (Индонезия), тип 206A (Германия), тип 540 (Израел)
Германия
ASC189 BS18 Carl Zeiss AS C18 и BS 18 перископи за атака и търсене съответно. Ъгли на изкачване +75/-15 град. Диаметър на тръбата 52-180мм и 60-180мм. DPL тип 209 (Аржентина, Колумбия, Еквадор, Гърция (само тип 209/1100)), Перу (Айлей и Арика), Турция, Венецуела (Сабало).
AS C40, BS 40 (SERO 40) Carl Zeiss AS C40 и BS 40 имат електрическа система за управление. Функции за управление (увеличаване и др.) - бутон, ел. Дават се данни за истинския и относителния пеленг, ъгъла на издигане, височината на целта и разстоянието до нея, данни от радиоразузнаването. Увеличение 1.5x и 6.0x, при ъгли на видимост 36 * 28 градуса и 8x6.5 градуса, при ъгли на повдигане на призмата + 757-15 градуса. С вдигната антена - +60/-15 градуса. Монтирани: лазерен далекомер, телевизионна камера, инфрачервена скала за наблюдение на назални ъгли, работещи в диапазона -12 микрона. Предлага се версия на 40 Stab, стабилизирана хоризонтално с помощта на 2-осен хороскоп и 16-битов микропроцесор. DPL тип 209/1200 (Гърция), тип 209 (Индонезия), тип 209 (Перу, най-новите серии подводници), тип 209 (Чили, Корея), тип 209/1400 (Венецуела), Тайван (Hai Lung)
SERO 14, SER015 Carl Zeiss SERO 14 - перископ за търсене, SERO 15 - перископ за атака. Оптичното увеличение е 1.5x и 6.0x при ъгли на видимост съответно 36x28 градуса и 8x6.5 градуса. Ъгли на изкачване +75/-15 градуса за SER014 и +60/-15 градуса за SER015. SERO 14 включва още: - IR система за откриване (8-12 микрона) с американски 180-елементен модулен детектор, осигуряващ назални ъгли на видимост от 14,2x10,6 градуса и 4x3 градуса; - допълнителен режим на увеличение 12 с ъгли на видимост 4x3 градушка и режим на увеличение. SERO 15 има оптичен и лазерен далекомер, а в модификацията на SERO 15 Mod IR и IR камера, работеща в диапазона 3-5 микрона. Диаметрите са по-големи, отколкото при серията 40 Stab. Подводница тип 212 (Германия), подводница тип Ula 210 (Норвегия)
OMS -100 Carl Zeiss Optocoupler мачта с IR и TV системи за наблюдение. Данните се предават на монитор в контролната зала. Мачтата може да бъде оборудвана с лазерен далекомер и радарна антена или само с радарна антена. Комплектът включва също GPS и антена за радиоразузнаване. IR системата работи в диапазона 7.5-10.5 микрона (използва се цифров детектор) и има ъгли на видимост 12.4x9.3 градуса или 4.1x3.1 градуса. Ъгли на изкачване +60/-15 град. Телевизионната камера (с 3 микропроцесора) има ъгли на видимост 30х22,7 градуса или 3,5х2,6 градуса (в режим увеличение). Диаметър на контейнера за оптрон 220 мм, тегло - 280 кг. Оборудването за управление и представяне на данни тежи 300 кг, а мачтовото устройство тежи 2500 кг. Преминал изпитания на подводница U-21 тип 206 през 1994 г.
Великобритания
CH 099 UK, Barr & Stroud (подразделение на Pilkington Optronics) CH 099 - атакуващ перископ. Може да бъде оборудван с IR устройство за нощно виждане или високочувствителна телевизионна камера, но не и двете устройства заедно поради липса на място. Изображението се формира на CRT екрана. Данните за пеленга и разстояние се показват директно в окуляра и се предават автоматично към централния процесор и към системата за управление на огъня. Оптично увеличение 1.5x и 6.0x. Диаметър на мачтата - 190мм. -
CK059 Barr & Stroud (подразделение на Pilkington Optronics) Търсещ перископ, подобен на атакуващ перископ CH099. Диаметър на мачтата - 190 мм. Има голям прозорец, така че може да бъде оборудван с допълнителен светлинен усилвател с тръба Mullard, което позволява да се използва през нощта. На мачтата може да се монтира всенасочена антена за електронно разузнаване. При използване на устройства за инфрачервено наблюдение и телевизионна камера перископът може да бъде оборудван с дистанционно управление, скоростта на въртене на сензора може да варира от 0 до 12 оборота в минута, вертикалният наклон на линията на видимост варира от -10 градуса до +35 градуса. Операторът може също да регулира мащаба на увеличението, фокуса на всички устройства, да управлява предаването на данни и т.н. -
Великобритания
SK034/CH084 Barr & Stroud (подразделение на Pilkington Optronics) 254 mm перископи за търсене (CK 034) и атака (CH 084). Диаметърът на горната част на атакуващия перископ е 70 mm. И двата перископа са квазибинокулярни. Перископът SK 034 има три увеличения: 1,5x, 6x и 12x. Ъгли на видимост съответно 24, 12.6 и 3 градуса. Инсталиран е секстант AHPS4. Перископът CH 084 има стойности на увеличение от 1,5x и 6x при ъгли на видимост от 32 и 6 градуса. Оборудвана със светлинен усилвател. IR система за наблюдение и далекомер, който автоматично изчислява разстоянието до целта. Ядрена подводница от клас Трафалгар (Великобритания), подводница от клас Виктория (Upphoulder) (Канада)
CK043/CH093 Barr & Stroud (подразделение на Pilkington Optronics) Търсещият перископ CK 043 е оборудван със светлинен усилвател и телевизионна камера, работеща при слаба светлина. И двата канала за откриване са стабилизирани. Диаметърът на търсещия перископ SK 043 е 254 мм, диаметърът на атакуващия перископ SN 093 е 190 мм. DPL Collins (Австралия)
SK 040 Barr & Stroud (подразделение на Pilkington Optronics) Комбиниран (търсене и атака) перископ за малки подводници. Оборудван със светлинен усилвател и далекомер. Има монокулярна леща и е хоризонтално стабилизирана. Поради ограниченията за тегло и размер няма допълнителни системи за откриване и антени на навигационната система и не се показват истинските показания за пеленг, има само относителна координатна скала. Прозорецът и лещата се нагряват. SMPL
SMOY Barr & Stroud (подразделение на Rlkington Optronics) SMOY е комерсиално разработена оптоелектронна мачта, включваща работна станция с двоен дисплей на Ferranti Thomson и мачтов блок McTaggert Scott. Работна станция, използваща изображения, получени от различни системиоткриване, създава синтезирано изображение на целта, което се предава на ASBU. Всички сензори са поставени в рационализиран запечатан контейнер, а системата за обработка на сигнала е разположена в компютъра. Системите за откриване включват инфрачервена камера, монохромна камера с висока резолюция, система за радиоразузнаване и GPS. Ъглите на видимост са 3, 6 и 24 градуса, а ъглите на повдигане са +60/-15 градуса. Сега диаметърът на мачтата е 340 мм, но може да бъде намален до 240 мм, при условие че ъгълът на повдигане е намален до 50 градуса. Мачтата е изпитана в морето през 1996 г. SSN 20 Astute (UK)
Type8L mod (T),Type15L mod(T) Sperry Marine Комбинация от перископи за SSBNs от типа Ohio Type 8L е инсталирана от десния борд на OVA, а Type 15L - от левия борд. Тип 8L също носи радарна антена за разстояние, а 151 станция PTPWLR-10. Оптичното увеличение е съответно 1,5x и 6x при ъгли на повдигане +60/-10 градуса. Ъгли на видимост 32 и 8 градуса. Може да се оборудва с ТВ и камери. Дължината на перископа е около 14м. SSBN тип Ohio (САЩ), SSN 21 Seawolf (САЩ) (перископи тип 8J Mod 3)
Тип 18 Sperry Marine Търсещият перископ, който също носи антена за откриване на радарни сигнали, има жиростабилизирана оптична система, светлинен усилвател и телевизионна камера за ниски нива на светлина. Модификацията на Type 18V е с обща дължина около 12,0 м, а на Type 18D - 12,6 м. Оптичното увеличение е 1,5x, 6x, 12x, 24x, при ъгли на видимост 32, 8, 4 и 2 градуса. Граници на ъгъла на изкачване +60/-10 градуса. Функционални режими на перископа: ден, нощ, оптика, телевизия, IMC (компенсация на движението на изображението - целева компенсация на движението на изображението), стабилизация на камера и жироскоп.
Тип 22 (NESSI^ - 2-ро поколение оптронна система за подводници тип Лос Анджелис, включително IR система, работеща в диапазона 3-5 микрона, телевизионна система, работеща при ниски нива на осветеност, и антена за сателитна навигация. Типове 19, 20 перископи и 21 са различни видове мачти с оптрони, данни за които не са налични. Подводница тип Лос Анджелис (САЩ)
Модел 76 Kollmorgen Binocular, стабилизирана оптика, Kollmorgen експортен 7,5-инчов перископ във версии за търсене и атака. Оптично увеличение 1,5x и 6x при ъгли на видимост 32 и 8 градуса и ограничения на ъглите на издигане + 74 / -10 градуса за атакуващия перископ и + 60А10 градуса за търсещия перископ, за търсещия перископ. На перископа за търсене са инсталирани секстант, комуникационни, сателитна навигация и антени за електронна война. Светлинният усилвател е монтиран директно на мачтата, а IR системата SPRITE е монтирана между оптичната глава и антената за радиоелектронна борба (ъгъл на видимост 12/4 градуса, с XH 0,2 mpa^o). Перископите, инсталирани на подводници от различни флотове, имат индивидуални номера на модела. DPL тип TR-1700 (Аржентина), тип 209/1400 (Бразилия), тип 209/1500 (Индия), Dolphin (Израел), Salvatore Pe / os / (Модел 767322 с радарен далекомер, Италия), Primo Langobardo (Модел 767323 с лазерен далекомер) Nazario Sauro втори 2 подводници (модел 76/324), Walrus (Холандия), Nacken (Швеция), 209/1200 и 209/1400 модел 76/374 Турция)
Универсална модулна мачта / Модел 86/Модел 90 Kollmorgen (САЩ) Модел 86 е мачта с оптрон, която комбинира инфрачервен сензор, високочувствителна телевизионна камера и радио оборудване. За предаване на информация се използва оптична линия, контролът се извършва с помощта на компютър, който извършва общ анализ на заплахата, и от контролния панел. Допълнителните функции включват цветен телевизионен канал, SATNAV навигационно оборудване и обработка на видео сигнали. Модел 90 е адаптация на оптрон към конвенционален 190 mm перископ, който съчетава оптичен канал с увеличение от 1,5x, 6x, 12x, 18x с ограничение на ъгъла на издигане от +74/-10 градуса, IR приемник с ограничение на ъгъла на издигане от +557-10 градуса, ТВ камера, лазерен далекомер, система за електронна борба и GPS приемник. Модел 86 и 90 са търговски версии на така наречената универсална модулна мачта, която включва optronica от Kollmorgen (САЩ), дисплеи от Loral Librascope (САЩ), 2-степенна мачта от Riva Calzoni (Италия), терминал за обработка на сигнали от Alenia (Италия) и универсални конзоли MFGIES или CTI. Модификациите на модел 90 са TOM (Тактическа мачта с оптрон), OMS (Мачта за откриване на оптрон) и COM (Компактна мачта с оптрон). Последният е предназначен за SMPL. В началото на 1994 г. моделът 90 е изнесен за клиент в Япония. Подводници от типа Seawolf и Virgnia
* Според
Ръководството на Военноморския институт за световните военноморски оръжейни системи 1997-1998 г., стр. 638-644.
Усъвършенстваната оптроника (оптоелектроника) дава на мачтовите системи от непроникващ тип определено предимство пред перископите с пряка видимост. Векторът на развитие на тази технология в момента се определя от нископрофилна оптроника и нови концепции, базирани на фиксирани системи.
Интересът към оптоелектронните перископи от непроникващ тип възниква през 80-те години на миналия век. Разработчиците твърдят, че тези системи ще увеличат гъвкавостта и безопасността на дизайна на подводницата. Оперативните предимства на тези системи бяха показването на изображението на перископа на множество екрани на екипажа, за разлика от по-старите системи, когато само един човек можеше да използва перископа, опростяване на работата и увеличени възможности, включително функцията Quick Look Round (QLR), което минимизира времето, прекарано от перископа на повърхността и по този начин намалява уязвимостта на подводницата и, като резултат, вероятността за откриване от платформи за борба с подводници. Значение на QLR режим в последно временараства поради нарастващото използване на подводници за събиране на информация.
Конвенционална противолодъчна подводница тип 212A на германския флот показва своите мачти. Тези дизелово-електрически подводници от класовете Type 212A и Todaro, доставени съответно на германските и италианските военноморски сили, се отличават с комбинация от мачти и проникващи (SERO-400) и непроникващи типове (OMS-110)
В допълнение към увеличаването на гъвкавостта на дизайна на подводницата поради разстоянието между мачтите на контролния пост и оптрона в пространството, това подобрява нейната ергономичност, като освобождава обема, заеман преди това от перископи.
Мачтите от непроникващ тип също могат да бъдат сравнително лесно преконфигурирани чрез инсталиране на нови системи и внедряване на нови функции, те имат по-малко движещи се части, което намалява цената на жизнения цикъл на перископа и съответно количеството на неговата поддръжка, поддръжка и основен ремонт . Продължаващият технологичен прогрес помага да се намали вероятността от откриване на перископ, а по-нататъшните подобрения в тази област са свързани с прехода към нископрофилни оптрони.
Вирджиния клас
В началото на 2015 г. Военноморските сили на САЩ инсталираха нов стелт перископ, базиран на нископрофилната LPPM (Low-Profle Photonics Mast) Block 4 optocoupler мачта на L-3 Communications на своите ядрени подводници от клас Вирджиния. За да се намали вероятността от откриване, тази компания също работи върху изтънена версия на текущата AN / BVS-1 Kollmorgen оптронна мачта (в момента L-3 KEO), инсталирана на подводници от същия клас.
L-3 Communications обяви през май 2015 г., че нейното подразделение за оптоелектронни системи L-3 KEO (L-3 Communications придоби KEO през февруари 2012 г., което доведе до създаването на L-3 KEO) е получило след резултатите от конкурса договор за 48,7 милиона долара от Командването на военноморските системи на САЩ (NAVSEA) за разработване и проектиране на мачта с нисък профил с опция за производство на 29 мачти с оптрони за четири години, плюс поддръжка.
Програмата за мачта LPPM поддържа характеристиките на сегашния перископ, като същевременно намалява размера му до размера на по-традиционните перископи, като перископа Kollmorgen Type-18, който започна да се инсталира през 1976 г. на ядрени подводници от клас Лос Анджелис, когато навлязоха в флота.
L-3 KEO доставя на ВМС на САЩ универсалната модулна мачта (UMM), която служи като подемник за пет различни сензора, включително AN/BVS1 Optocoupler Mast, High Speed Data Mast, Multi-Function Mast и Embedded системи за авионика.
Многоцелева ядрена подводница от клас Мисури Вирджиния с две мачти с оптрони L-3 KEO AN/BVS-1. Този клас атомни подводници беше първият, в който бяха инсталирани само мачти с оптрон (командир и наблюдение) от непроникващ тип
Въпреки че мачтата AN/BVS-1 има уникални характеристики, тя е твърде голяма и нейната форма е уникална за ВМС на САЩ, което прави възможно незабавното идентифициране на националността на тази подводница, когато бъде открит перископ. Според публична информация мачтата на LPPM има същия диаметър като перископа Type-18 и външният й вид наподобява стандартната форма на този перископ. Непроникващата модулна мачта LPPM от корпусен тип е монтирана в универсално телескопично модулно отделение, което повишава стелтността и жизнеспособността на подводниците.
Характеристиките на системата включват късовълново инфрачервено изображение, видимо изображение с висока разделителна способност, лазерно определяне на обхвата и набор от антени, които осигуряват широко покритие на електромагнитния спектър. Прототипът на мачтата за оптрон LPPM L-3 KEO е единственият в експлоатация днес; монтирана е на борда на подводница тип "Вирджиния" Тексас, където се тестват всички подсистеми и работната готовност на новата система.
Първата серийна мачта ще бъде произведена през 2017 г., а монтажът й ще започне през 2018 г. Според L-3 KEO планира да разработи своя LPPM, така че NAVSEA да може да инсталира една мачта на нови подводници, както и да модернизира съществуващите плавателни съдове като част от текуща програма за подобрение, насочена към подобряване на надеждността, възможностите и достъпността. Експортният вариант на мачтата AN/BVS-1, известен като модел 86, беше продаден за първи път на чуждестранен клиент по договор, обявен през 2000 г., когато египетският флот замисли основно надграждане на четирите си дизелово-електрически анти-ракета от клас Romeo. подводница подводници. Друг неназован клиент от Европа също е инсталирал модел 86 на своите дизелово-електрически подводници (DES).
Перископни системи преди инсталиране на подводница
L-3 KEO, заедно с разработването на LPPM, вече доставя на американския флот универсалната модулна мачта (UMM). Тази непробиваема мачта е инсталирана на подводници от клас "Вирджиния". UMM служи като подемник за пет различни сензорни системи, включително AN/BVS-1, радио мачта OE-538, високоскоростна антена за данни, специална мачта за мисии и интегрирана антенна мачта на авиониката. KEO получи договор от Министерството на отбраната на САЩ за разработване на мачтата UMM през 1995 г. През април 2014 г. L-3 KEO получи договор за 15 милиона долара за доставка на 16 мачти UMM, които да бъдат инсталирани на няколко ядрени подводници от клас Virginia.
На работното място на оператора се извеждат изображения от оптико-електронната мачта L-3 KEO AN / BVS-1. Мачтите от непроникващ тип подобряват ергономичността на централната станция, както и повишават безопасността поради структурната цялост на корпуса
Друг клиент на UMM е италианският флот, който също оборудва своите дизелово-електрически подводници от клас Todaro от първа и втора партида с тази мачта; последните две лодки бяха планирани да бъдат доставени съответно през 2015 г. и 2016 г. L-3 KEO също притежава италианската компания за перископи Calzoni, която разработи мачтата с електрическо задвижване E-UMM (Electronic UMM), която елиминира необходимостта от външна хидравлична система за повдигане и спускане на перископа.
Последното предложение на L-3 KEO е непроникващата командна оптронна система AOS (Attack Optronic System). Тази мачта с нисък профил съчетава характеристиките на традиционния търсещ перископ модел 76IR и оптронна мачта модел 86 на същата компания (вижте по-горе). Мачтата има намалени визуални и радарни сигнатури, тежи 453 кг и има диаметър на сензорната глава от само 190 мм. Комплектът AOS Mast Sensor Kit включва лазерен далекомер, термовизионна камера, камера с висока разделителна способност и камера за слаба светлина.
OMS-110
През първата половина на 90-те години немската компания Carl Zeiss (понастоящем Airbus Defence and Space) започна предварителна разработка на своята Optronic Mast System (OMS). Първият клиент на серийната версия на мачтата, която получи обозначението OMS-110, беше южноафриканският флот, който избра тази система за три от своите дизелово-електрически подводници от клас Heroine, доставени през 2005-2008 г. Гръцкият флот също избра мачтата OMS-110 за своите дизелово-електрически подводници Papanikolis и след като реши да купи тази мачта Южна Кореаза техните дизел-електрически подводници от клас Chang Bogo.
Мачти от непробиваем тип OMS-110 също са монтирани на подводниците на индийския флот от клас Shishumar и традиционните противоподводни подводници от клас Tridente на португалския флот. Едно от последните приложения на OMS-110 беше инсталирането на универсални мачти UMM (виж по-горе) на подводниците на италианския флот "Todaro" и противолодъчните подводници на германския флот клас "Тип 2122". Тези лодки ще имат комбинация от мачта с оптрон OMS-110 и команден перископ SERO 400 (тип, проникващ в корпуса) от Airbus Defense and Space.
OMS-110 Optocoupler Mast разполага с 2-осна стабилизация на линията на видимост, термична камера от трето поколение със средна дължина на вълната, телевизионна камера с висока разделителна способност и опционален безопасен за очите лазерен далекомер. Режимът Quick Panoramic View ви позволява да получите бърз, програмируем 360-градусов панорамен изглед. Съобщава се, че може да бъде завършен от системата OMS-110 за по-малко от три секунди.
Airbus Defense and Security разработи OMS-200 Low Profile Optocoupler Mast, или като допълнение към OMS-110, или като самостоятелно решение. Представена на Defense Security and Equipment International 2013 в Лондон, тази мачта разполага с усъвършенствана стелт технология и компактен дизайн. Модулна, компактна, нископрофилна, непроникваща командна/търсеща оптронна мачта OMS-200 съчетава различни сензори в един корпус с радар-абсорбиращо покритие. Като "заместител" на традиционния перископ с директно виждане, OMS-200 е специално проектиран да остане стелт във видимия, инфрачервения и радарния спектър.
Оптронна мачта OMS-200 съчетава три сензора, телевизионна камера с висока разделителна способност, късовълнов термичен образ и безопасен за очите лазерен далекомер. Висококачественото изображение с висока разделителна способност от термокамера с къси вълни може да бъде допълнено от изображение от камера със средни вълни, особено при условия на лоша видимост, като мъгла или мъгла. Според компанията системата OMS-200 може да комбинира изображения в една картина с отлична стабилизация.
Серия 30
На Euronaval 2014 в Париж Sagem обяви, че е избрана от южнокорейската корабостроителница Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering (DSME) да достави мачти с непроникващи оптрони за оборудването на нови южнокорейски дизелово-електрически подводници клас Son-Won-II, за който DSME е водещ изпълнител. Този договор отбеляза експортния успех на последното семейство Search Optronic Mast (SOM) Series 30 на Sagem.
Тази търсеща мачта с оптрон от непроникващ тип може едновременно да приема повече от четири усъвършенствани оптоелектронни канала и пълен набор от антени за електронна война и глобална система за позициониране (GPS); всичко е поставено в лек сензорен контейнер. Мачтовите сензори за оптрони от серия 30 SOM включват термовизионна камера с висока разделителна способност, телевизионна камера с висока разделителна способност, телевизионна камера за слабо осветление и безопасен за очите лазерен далекомер.
Мачтата може да получи GPS антена, антена за авионика за ранно предупреждение, DF антена и комуникационна антена. Сред режимите на работа на системата има режим на бърз кръгов преглед, като всички канали са достъпни едновременно. Цифровите дисплеи с два екрана имат интуитивен графичен потребителски интерфейс.
Sagem разработи и започна производството на серия 30 от командни и търсещи мачти, които се поръчват от много военноморски сили, включително френските. Мачтата на командира има нисък визуален профил.
Дизелово-електрическите подводници от клас Scorpene, построени от DCNS, са оборудвани с комбинация от проникващи и непроникващи мачти от Sagem, включително мачта от серия 30 с четири оптронни сензора: телевизионна камера с висока разделителна способност, термовизионна камера, слабо осветление телевизионна камера и лазерен далекомер
Sagem вече достави вариант от серия 30 SOM за новите дизелово-електрически подводници от клас Barracuda на френския флот, докато друг вариант е продаден на все още неназован чуждестранен клиент. Според Sagem мачтата Series 30 SOM, доставена на военноморските сили на Южна Корея, ще включва също антена за електронно разузнаване, както и оптично комуникационно оборудване, работещо в инфрачервения диапазон.
Наличен е и команден вариант на Series 30 SOM, обозначен като Series 30 AOM; той разполага с мачта с нисък профил и е напълно съвместим с варианта на серия 30 SOM по отношение на механични, електронни и софтуерни интерфейси. Един и същи контейнер и кабели могат да се използват и за двете сензорни единици, което позволява на автопарковете да изберат оптималната конфигурация за конкретни приложения. Основният комплект включва термовизионна камера с висока разделителна способност, телевизионна камера с висока разделителна способност, допълнителен безопасен за очите лазерен далекомер, термокамера с къси вълни и резервна камера ден/нощ.
CM010
Родословието на Pilkington Optronics датира от 1917 г., когато става неговият предшественик единствен доставчик британски флот. По едно време тази компания (сега част от Tales) започна по собствена инициатива да разработва фамилията мачти с оптрони CM010, инсталирайки прототип през 1996 г. на ядрената подводница Trafalgar на британския флот, след което през 2000 г. беше избрана от BAE Системи за оборудване на нови атомни подводници от клас Astute. Двойна мачта с оптрон CM010 беше инсталирана на първите три лодки. Впоследствие Tales получи договори за оборудване на останалите четири подводници от този клас с мачти CM010 в двойна конфигурация.
Thales оборудва всички подводници от клас Astute в Британския флот с мачти с оптрони със сензорни глави CM010 и CM011. Тези продукти формират основата за нова обещаваща серия перископи.
Мачтата CM010 включва камера с висока разделителна способност и термовизионна камера, докато CM011 има камера с висока разделителна способност и осветяваща камера за подводно наблюдение, което не е възможно с традиционна термовизионна камера.
В съответствие с договора, получен през 2004 г., през май 2007 г. Tales започна да доставя мачти CM010 на японската компания Mitsubishi Electric Corporation за инсталиране на нови японски дизел-електрически подводници Soryu. В момента Tales разработва нископрофилна версия на CM010 със същата функционалност, както и сензорен комплект, състоящ се от камера с висока разделителна способност, термовизионна камера и телевизионна камера (или далекомер) за слабо осветление. Предполага се, че този сензорен комплект се използва за специални задачи или дизел-електрически подводници с по-малки размери.
ULPV (Ultra-Low Profle Variant), предназначен за инсталиране на високотехнологични платформи, е масив от два сензора (камера с висока разделителна способност плюс камера с термична или слаба светлина), монтиран в нископрофилна сензорна глава. Визуалната му сигнатура е подобна на тази на командирски перископ с диаметър до 90 mm, но системата е стабилизирана и има електронна поддръжка.
Японската дизел-електрическа подводница "Хакурю", принадлежаща към класа "Сорю", е оборудвана с мачта Thales CM010. Мачтите бяха доставени в корабостроителницата на Mitsubishi, главният изпълнител на подводниците от клас Soryu, за монтиране на борда на тези подводници.
панорамна мачта
Американският флот, най-големият оператор на модерни подводници, разработва перископна технология като част от своята програма за достъпна модулна панорамна фотонна мачта (AMPPM). Програмата AMPPM започна през 2009 г. и както е дефинирано от отдела за военноморски изследвания и развитие, който ръководи програмата, нейната цел е „да се разработи нова сензорна мачта за подводници, която има висококачествени сензори за панорамно търсене във видимия и инфрачервения спектър , както и късовълнови инфрачервени и хиперспектрални сензори за откриване и идентификация на дълги разстояния.
Според FDA програмата AMPPM трябва значително да намали разходите за производство и поддръжка чрез модулен дизайн и фиксирана поддръжка. Освен това се очаква значително увеличение на наличността в сравнение с настоящите мачти за оптрони.
През юни 2011 г. прототип на мачта, проектиран от Panavision, беше избран от FDA за програмата AMPPM. Първоначално ще се проведат поне две години тестове на сушата. Това ще бъде последвано от морски изпитания, които се планира да започнат през 2018 г. Нови фиксирани мачти AMPPM с 360-градусова видимост във всички посоки ще бъдат инсталирани на ядрени подводници от клас Virginia.